(苏科版)机械能与内能的相互转化.ppt

四、机械能与内能的相互转化 大店中学：冀军平１、１、热传递热传递可以改变物体的内能，可以改变物体的内能，２、２、做功做功也可以改变物体的内能，也可以改变物体的内能，机机械械能能转转化化为为内内能能 由上述活动可知由上述活动可知: 是改变物体内能的是改变物体内能的另外一种方式另外一种方式.在厚壁玻璃筒的底在厚壁玻璃筒的底部放一小撮干燥的部放一小撮干燥的棉絮，用力将活塞棉絮，用力将活塞迅速下压，你看到迅速下压，你看到了什么？了什么？筒中的棉絮燃烧筒中的棉絮燃烧做功做功机械能转化为内能机械能转化为内能　　小孩从滑梯上滑下，小孩　　小孩从滑梯上滑下，小孩的屁股会有怎样的感觉？的屁股会有怎样的感觉？这一现象说明：在克服摩擦这一现象说明：在克服摩擦　　　　时，物体的时，物体的内能增加内能增加小孩的屁股感到发烫小孩的屁股感到发烫机械能转化为内能机械能转化为内能做功做功生活中还有哪些做功改变物体内能的现象？生活中还有哪些做功改变物体内能的现象？做功做功可以改变物体的内能可以改变物体的内能,使物体的温使物体的温度升高，内能增大度升高，内能增大．．　　　　热传递热传递方式是内能的方式是内能的转移转移过程，能的形过程，能的形式没有变；式没有变；　　做功　　做功方式是机械能向内能的方式是机械能向内能的转化转化过程，过程，能的形式已经发生改变。

能的形式已经发生改变做功做功与与热传递热传递在改变物体内能上是在改变物体内能上是等效的等效的注意：注意：１、用铁锤敲打铁钉，铁钉温度会升１、用铁锤敲打铁钉，铁钉温度会升高这是因为（高这是因为（ ））A A．铁锤把温度传给了铁钉．铁锤把温度传给了铁钉 B B．铁锤把热量传给了铁钉．铁锤把热量传给了铁钉C C．铁锤把内能传给了铁钉．铁锤把内能传给了铁钉 D D．铁锤对铁钉做了功．铁锤对铁钉做了功D课堂练习题：课堂练习题：3 3、下列说法中正确的是（、下列说法中正确的是（ ））A A．做功和热传递是等效的．做功和热传递是等效的 B B．物体的温度升高，一定是吸收热量．物体的温度升高，一定是吸收热量 C C．温度越高的物体，热量越多．温度越高的物体，热量越多 D D．热水和冷水混合时，能量从热水传给冷水．热水和冷水混合时，能量从热水传给冷水D4 4、进行下列实验操作时，会发现、进行下列实验操作时，会发现薄壁金属管内乙醚会沸腾，产生的薄壁金属管内乙醚会沸腾，产生的乙醚蒸气会把塞子冲开，这种现象乙醚蒸气会把塞子冲开，这种现象的解释是：来回拉绳子时，克服绳的解释是：来回拉绳子时，克服绳子和管壁的子和管壁的____________做了功，使绳和做了功，使绳和金属管的内能增加，金属管的内能增加，____________升高。

升高金属管又和乙醚进行了金属管又和乙醚进行了____________使乙使乙醚的内能增加，醚的内能增加，____________升高，直到升高，直到乙醚沸腾，产生大量的乙醚蒸气，乙醚沸腾，产生大量的乙醚蒸气，蒸气膨胀把管塞冲开蒸气膨胀把管塞冲开摩擦摩擦温度温度热传递热传递温度温度----将内能转化为机械能将内能转化为机械能您观察到什么现象您观察到什么现象?在此过程中在此过程中,酒精燃烧后的燃气对外做功酒精燃烧后的燃气对外做功,燃气燃气的的 能减少能减少,转化为盒盖的转化为盒盖的 能能.内内动动 （机械能（机械能)２、下列现象中，不是用做功的方法来增大２、下列现象中，不是用做功的方法来增大物体内能的是（物体内能的是（ ））A 、钻木取火、钻木取火B 、用铁锤不断地敲打铁钉、用铁锤不断地敲打铁钉C、、 小孩从滑梯上滑下时，臀部有灼热感小孩从滑梯上滑下时，臀部有灼热感D、、 水蒸气冲开水瓶塞子水蒸气冲开水瓶塞子D热机热机是将燃料燃烧产生的高温高压是将燃料燃烧产生的高温高压燃气的内能转化为机械能的装置燃气的内能转化为机械能的装置.汽油机汽油机汽油机的结构图汽油机的结构图火花塞火花塞进气门进气门排气门排气门汽缸汽缸曲轴曲轴连杆连杆活塞活塞汽油机在工作时汽油机在工作时,活塞在汽缸里做往复运动活塞在汽缸里做往复运动,活塞从汽缸的一端运动到另外一端的过程活塞从汽缸的一端运动到另外一端的过程叫做叫做一个一个冲程冲程.汽油机完成一个循环汽油机完成一个循环:1.活塞经历四个冲程活塞经历四个冲程,分别为分别为: 　　 、、 、、 　　 、、 　　 。

其中其中, 冲程冲程时燃气对外做功时燃气对外做功.2.一个工作循环，一个工作循环，　　　　冲程，曲轴转冲程，曲轴转 圈圈,活塞往复活塞往复 次，燃气推动活塞做功次，燃气推动活塞做功　　　　次次.3.汽油机只有一个冲程对外做功其他三个冲汽油机只有一个冲程对外做功其他三个冲程要靠程要靠　　　　　　　　　　　　来完成．来完成．压缩冲程和做功冲程中能量是怎样转化的压缩冲程和做功冲程中能量是怎样转化的? ?吸气冲程吸气冲程压缩冲程压缩冲程做功冲程做功冲程排气冲程排气冲程做功做功４４２２２２１１曲轴的惯性曲轴的惯性巩固知识：巩固知识：1 1．改变物体内能的方式：．改变物体内能的方式：热传递和做功热传递和做功用热传递的方法改变物体的内能，实质是：用热传递的方法改变物体的内能，实质是：用做功的方法改变物体的内能，实质是：用做功的方法改变物体的内能，实质是：做功和热传递对改变物体内能是等效的做功和热传递对改变物体内能是等效的内能转移的过程；内能转移的过程；内能与机械能相互转化的过程内能与机械能相互转化的过程2 2．汽油机的工作过程：．汽油机的工作过程：巩固知识：巩固知识：吸气、压缩、做功、排气四个冲程。

吸气、压缩、做功、排气四个冲程压缩冲程中能量转化是：压缩冲程中能量转化是：机械能转化成内能机械能转化成内能做功冲程中能量转化是：做功冲程中能量转化是：内能转化成机械能内能转化成机械能除做功冲程外，其余三个冲程要靠曲轴除做功冲程外，其余三个冲程要靠曲轴的惯性来完成的惯性来完成　５　５.冬天双手捧着热水袋会感到暖和，这是利冬天双手捧着热水袋会感到暖和，这是利用用 　　　　 方式增加了手的内能；双手反复摩擦方式增加了手的内能；双手反复摩擦也会感到暖和，这是利用也会感到暖和，这是利用 　　　　 的方式增加了的方式增加了手的内能手的内能　６　６.改变物体内能的方式有做功和热传递两种，改变物体内能的方式有做功和热传递两种，在汽油机的压缩冲程中，活塞压缩燃料混合物使它在汽油机的压缩冲程中，活塞压缩燃料混合物使它的温度升高，是通过的温度升高，是通过 　　　　 方式增加了燃料混合方式增加了燃料混合物的内能；为了不让汽油机在工作时温度升得太高，物的内能；为了不让汽油机在工作时温度升得太高，在设计制造时，汽缸外有一个水套，让汽缸被水包在设计制造时，汽缸外有一个水套，让汽缸被水包围着，这样就可以通过围着，这样就可以通过 　　　　　　 得方式降低汽缸得方式降低汽缸的温度（减少汽缸的内能）的温度（减少汽缸的内能）热传递热传递做功做功热传递热传递做功做功７、内燃机在做功冲程中，高温气体迅速膨胀７、内燃机在做功冲程中，高温气体迅速膨胀而做功，此时这些气体的温度和内能变化的情而做功，此时这些气体的温度和内能变化的情况是况是 （（ ）） A A．内能减少，温度降低．内能减少，温度降低 B B．内能增加，温度升高．内能增加，温度升高 C C．内能减少，温度升高．内能减少，温度升高 D D．内能增加，温度降低．内能增加，温度降低AＡＡ８、如图是汽油机的８、如图是汽油机的 冲程。

在此冲程在此冲程中，气缸中的气体体积冲程中，气缸中的气体体积 ，压，压强强 填“变大变大”、、“变小变小”或或“不变不变”））压缩压缩变小变小变大变大９、汽油机的曲轴转速是９、汽油机的曲轴转速是1200r/min1200r/min，则每秒钟，则每秒钟该汽油机完成该汽油机完成 个工作循环，做功个工作循环，做功 次，次，共完成共完成 个冲程，活塞往复个冲程，活塞往复　　　　次，若每次次，若每次做功为做功为500J500J，则汽油机的功率为，则汽油机的功率为 W W 1010405000２２0（第二课时）（第二课时）1 1．改变物体内能的方式：．改变物体内能的方式：热传递和做功热传递和做功用热传递的方法改变物体的内能，实质是：用热传递的方法改变物体的内能，实质是：用做功的方法改变物体的内能，实质是：用做功的方法改变物体的内能，实质是：内能转移的过程；内能转移的过程；内能与机械能相互转化的过程内能与机械能相互转化的过程2 2．汽油机的工作过程：．汽油机的工作过程：吸气、压缩、做功、排气四个冲程。

吸气、压缩、做功、排气四个冲程压缩冲程中能量转化是：压缩冲程中能量转化是：机械能转化成内能机械能转化成内能做功冲程中能量转化是：做功冲程中能量转化是：内能转化成机械能内能转化成机械能复习：复习：汽油机完成一个循环汽油机完成一个循环:1.活塞经历四个冲程活塞经历四个冲程,分别为分别为: 　　 、、 、、 　　 、、 其中其中, 冲程时燃气对外做功冲程时燃气对外做功.2.一个工作循环，一个工作循环，　　　　冲程，曲轴转冲程，曲轴转 圈圈,活塞往复活塞往复 次，燃气推动活塞做功次，燃气推动活塞做功　　　　次次.3.汽油机只有一个冲程对外做功其他三个冲汽油机只有一个冲程对外做功其他三个冲程要靠程要靠　　　　　　　　　　　　来完成．来完成．压缩冲程和做功冲程中能量是怎样转化的压缩冲程和做功冲程中能量是怎样转化的?吸气冲程吸气冲程压缩冲程压缩冲程做功冲程做功冲程排气冲程排气冲程做功做功４４２２２２１１曲轴的惯性曲轴的惯性三三.燃料的热值燃料的热值实验表明实验表明:相同质量的酒精与碎纸片燃烧后相同质量的酒精与碎纸片燃烧后,酒精比碎纸片放出的热量酒精比碎纸片放出的热量 .更多的实验表明更多的实验表明:质量相等的不同燃料质量相等的不同燃料,完全完全燃烧所放出的热量一般是燃烧所放出的热量一般是 　　　　　　 (相同相同/不相同不相同).多多不相同不相同探究质量相同的物体燃烧时放出的热量探究质量相同的物体燃烧时放出的热量　１、　１、定义：定义：1kg某种燃料某种燃料完全燃烧完全燃烧放出放出的的热量热量叫做这种燃料的叫做这种燃料的热值热值，用符号，用符号“q”表表示，单位是：示，单位是：J/kg。

煤油煤油 4.6X107木炭木炭 3.4X107汽油汽油 4.6X107无烟煤无烟煤 3.4X107氢气氢气 14.3X107石油石油 4.4X107焦碳焦碳 3.0X107天然气天然气4.4X107柴油柴油 4.3X107烟煤烟煤 2.9X107煤气煤气 4.2X107酒精酒精 3.0X107干木柴干木柴 1.2X107气体气体液体液体固体固体常用燃料的热值（单位：常用燃料的热值（单位：J/kg））酒精的热值：酒精的热值： 3.0X107 J/kg2、表示的物理意义是：、表示的物理意义是：1kg1kg 的酒精完全燃烧所放出的热量为的酒精完全燃烧所放出的热量为3.0X103.0X107 7 J J 理解热值：理解热值：1、q 反映了不同燃料在燃烧过程中，化学能转化为内能的本领大小2、同种燃料热值一定，不同燃料热值一般不同，所以热值只与燃料的种类有关，而与质量、是否完全燃烧无关3、公式：、公式：Q=mq质量为质量为m的燃料完全燃烧放出的热量为：的燃料完全燃烧放出的热量为：10、、酒精的热值是酒精的热值是3 3×10107 7J/kgJ/kg，若要获得，若要获得9 9×10107 7J J的热量，至少需要燃烧的热量，至少需要燃烧 kgkg的酒精。

的酒精 311、、28g完全燃烧的酒精可以放出多少热量完全燃烧的酒精可以放出多少热量？若这些热量全部被质量为？若这些热量全部被质量为0.5kg、温度为、温度为20℃℃的水吸收，则水的温度升高到多少摄氏的水吸收，则水的温度升高到多少摄氏度？（已知酒精的热值为度？（已知酒精的热值为3.0×107J／／kg ,c水水= 4.2×103J／／(kg·℃℃) ,此时外界为一个标准此时外界为一个标准大气压）大气压）8.4×105J100 ℃℃４、热机的效率４、热机的效率:用来做有用功的那部分能量和燃料完全燃烧用来做有用功的那部分能量和燃料完全燃烧放出的能量之比放出的能量之比例：柴油机是工农业生产中常用的热机，已知例：柴油机是工农业生产中常用的热机，已知某型号柴油机的效率是某型号柴油机的效率是30%30%，在柴油机内完全，在柴油机内完全燃烧燃烧2kg2kg柴油能放热柴油能放热 ________J J，这些热通，这些热通过柴油机得转化能对外做有用功过柴油机得转化能对外做有用功 ____J J，，（柴油的热值是（柴油的热值是4.34.3×10107 7J/kgJ/kg））8.68.6×10107 72.582.58×10107 7例：一辆汽车在平直的公路上行使时例：一辆汽车在平直的公路上行使时,受到的阻受到的阻力为力为8280N，当它匀速行使，当它匀速行使10km时，消耗汽油时，消耗汽油6kg，求汽车的效率？（汽油的热值是４，求汽车的效率？（汽油的热值是４.６６×107J/kg））W有有=fs=8280N×104m=8.28×107JW总总=mq=6kg×4.6×107J/kg=2.76×108J=8.28×107J÷(2.76×108J)=30﹪﹪化石燃料的燃烧和环境保护化石燃料的燃烧和环境保护1212、随着人们物质生活水平逐步提高，、随着人们物质生活水平逐步提高，农村的厨灶发生了革命性的变化，煤球农村的厨灶发生了革命性的变化，煤球炉、沼气灶和液化气灶等灶具已走进家炉、沼气灶和液化气灶等灶具已走进家庭．液化气与煤相比，热学方面突出的庭．液化气与煤相比，热学方面突出的优点是优点是______________________；环保方面突出的优；环保方面突出的优点是点是_ _　　________.________.液化气热值高液化气热值高对环保无污染对环保无污染。